9.2 梁
(Ⅰ)纵向配筋
9.2.1 根据长期工程实践经验,为了保证混凝土浇筑质量,提出梁内纵向钢筋数量、直径及布置的构造要求,基本同原规范的规定。提出了当配筋过于密集时,可以采用并筋的配筋形式。
9.2.2 对于混合结构房屋中支承在砌体、垫块等简支支座上的钢筋混凝土梁,或预制钢筋混凝土梁的简支支座,给出了在支座处纵向钢筋锚固的要求以及在支座范围内配箍的规定。与原规范相同。工程实践证明,这些措施是有效的。
9.2.3 在连续梁和框架梁的跨内,支座负弯矩受拉钢筋在向跨内延伸时,可根据弯矩图在适当部位截断。当梁端作用剪力较大时,在支座负弯矩钢筋的延伸区段范围内将形成由负弯矩引起的垂直裂缝和斜裂缝,并可能在斜裂缝区前端沿该钢筋形成劈裂裂缝,使纵筋拉应力由于斜弯作用和粘结退化而增大,并使钢筋受拉范围相应向跨中扩展。因此钢筋混凝土梁的支座负弯矩纵向受力钢筋(梁上部钢筋)不宜在受拉区截断。
国内外试验研究结果表明,为了使负弯矩钢筋的截断不影响它在各截面中发挥所需的抗弯能力,应通过两个条件控制负弯矩钢筋的截断点。第一个控制条件(即从不需要该批钢筋的截面伸出的长度)是使该批钢筋截断后,继续前伸的钢筋能保证通过截断点的斜截面具有足够的受弯承载力;第二个控制条件(即从充分利用截面向前伸出的长度)是使负弯矩钢筋在梁顶部的特定锚固条件下具有必要的锚固长度。根据对分批截断负弯矩纵向钢筋时钢筋延伸区段受力状态的实测结果,规范作出了上述规定。
当梁端作用剪力较小(V≤0.7ftbh0)时,控制钢筋截断点位置的两个条件仍按无斜向开裂的条件取用。
当梁端作用剪力较大(V>0.7ftbh0),且负弯矩区相对长度不大时,规范给出的第二控制条件可继续使用;第一控制条件从不需要该钢筋截面伸出长度不小于20d的基础上,增加了同时不小于h0的要求。
若负弯矩区相对长度较大,按以上二条件确定的截断点仍位于与支座最大负弯矩对应的负弯矩受拉区内时,延伸长度应进一步增大。增大后的延伸长度分别为自充分利用截面伸出长度,以及自不需要该批钢筋的截面伸出长度,在两者中取较大值。
9.2.4 由于悬臂梁剪力较大且全长承受负弯矩,“斜弯作用”及“沿筋劈裂”引起的受力状态更为不利。试验表明,在作用剪力较大的悬臂梁内,因梁全长受负弯矩作用,临界斜裂缝的倾角明显较小,因此悬臂梁的负弯矩纵向受力钢筋不宜切断,而应按弯矩图分批下弯,且必须有不少于2根上部钢筋伸至梁端,并向下弯折锚固。
9.2.5 梁中受扭纵向钢筋最小配筋率的要求,是以纯扭构件受扭承载力和剪扭条件下不需进行承载力计算而仅按构造配筋的控制条件为基础拟合给出的。本条还给出了受扭纵向钢筋沿截面周边的布置原则和在支座处的锚固要求。对箱形截面构件,偏安全地采用了与实心载面构件相同的构造要求。
9.2.6 根据工程经验给出了在按简支计算但实际受有部分约束的梁端上部,为避免负弯矩裂缝而配置纵向钢筋的构造规定;还对梁架立筋的直径作出了规定。
(Ⅱ)横向配筋
9.2.7 梁的受剪承载力宜由箍筋承担。梁的角部钢筋应通长设置,不仅为方便配筋,而且加强了对芯部混凝土的围箍约束。当采用弯筋承剪时,对其应用条件和构造要求作出了规定,与原规范相同。
9.2.8 利用弯矩图确定弯起钢筋的布置(弯起点或弯终点位置、角度、锚固长度等)是我国传统设计的方法,工程实践表明有关弯起钢筋的构造要求是有效的,故维持不变。
9.2.9 对梁的箍筋配置构造要求作出了规定,包括在不同受力条件下配箍的直径、间距、范围、形式等。维持原版规范的规定不变,仅合并统一表达。开口箍不利于纵向钢筋的定位,且不能约束芯部混凝土。故除小过梁以外,一般构件不应采用开口箍。
9.2.10 梁内弯剪扭箍筋的构造要求与原规范相同,工程实践证明是可行的。
(Ⅲ)局部配筋
9.2.11 本条为梁腰集中荷载作用处附加横向配筋的构造要求。
当集中荷载在梁高范围内或梁下部传入时,为防止集中荷载影响区下部混凝土的撕裂及裂缝,并弥补间接加载导致的梁斜截面受剪承载力降低,应在集中荷载影响区s范围内配置附加横向钢筋。试验研究表明,当梁受剪箍筋配筋率满足要求时,由本条公式计算确定的附加横向钢筋能较好发挥承剪作用,并限制斜裂缝及局部受拉裂缝的宽度。
在设计中,不允许用布置在集中荷载影响区内的受剪箍筋代替附加横向钢筋。此外,当传入集中力的次梁宽度b过大时,宜适当减小由3b+2hl所确定的附加横向钢筋的布置宽度。当梁下部作用有均布荷载时,可参照本规范计算深梁下部配置悬吊钢筋的方法确定附加悬吊钢筋的数量。
当有两个沿梁长度方向相互距离较小的集中荷载作用于梁高范围内时,可能形成一个总的撕裂效应和撕裂破坏面。偏安全的做法是,在不减少两个集中荷载之间应配附加钢筋数量的同时,分别适当增大两个集中荷载作用点以外附加横向钢筋的数量。
还应该说明的是:当采用弯起钢筋作附加钢筋时,明确规定公式中的Asv应为左右弯起段截面面积之和;弯起式附加钢筋的弯起段应伸至梁上边缘,且其尾部应按规定设置水平锚固段。
9.2.12 本条为折梁的配筋构造要求。对受拉区有内折角的梁,梁底的纵向受拉钢筋应伸至对边并在受压区锚固。受压区范围可按计算的实际受压区高度确定。直线锚固应符合本规范第8.3节钢筋锚固的规定;弯折锚固则参考本规范第9.3节点内弯折锚固的做法。
9.2.13 本条提出了大尺寸梁腹板内配置腰筋的构造要求。
现代混凝土构件的尺度越来越大,工程中大截面尺寸现浇混凝土梁日益增多。由于配筋较少,往往在梁腹板范围内的侧面产生垂直于梁轴线的收缩裂缝。为此,应在大尺寸梁的两侧沿梁长度方向布置纵向构造钢筋(腰筋),以控制裂缝。根据工程经验,对腰筋的最大间距和最小配筋率给出了相应的配筋构造要求。腰筋的最小配筋率按扣除了受压及受拉翼缘的梁腹板截面面积确定。
9.2.14 本条规定了薄腹梁及需作疲劳验算的梁,加强下部纵向钢筋的构造措施。与02版规范相同,工程实践证明是可行的。
9.2.15 本条参考欧洲规范EN1992-1-1:2004的有关规定,为防止表层混凝土碎裂、坠落和控制裂缝宽度,提出了在厚保护层混凝土梁下部配置表层分布钢筋(表层钢筋)的构造要求。表层分布钢筋宜采用焊接网片。其混凝土保护层厚度可按第8.2.3条减小为25mm,但应采取有效的定位、绝缘措施。
9.2.16 深受弯构件(包括深梁)是梁的特殊类型,在承受重型荷载的现代混凝土结构中得到越来越广泛的应用,其内力及设计方法与一般梁有显著差别。本条为引导性条文,具体设计方法见本规范附录G。